09.10.2021

Тенденции и новые технологии в микроэлектронике в ближайшем будущем

В настоящее время постоянное развитие полупроводниковой промышленности связано с двумя факторами. С одной стороны, постоянно изобретаются новые технологии и с их помощью разрабатываются новые приборы или даже новые отрасли, о которых предыдущие поколения могли только мечтать. А с другой - имеется пространство, не охваченное электроникой, где нет не только четвертого поколения интернета, но даже третьего. То есть развитие происходит в двух направлениях - как говорится, вглубь и вширь. И для данной статьи интерес представляет, прежде всего, первое направление.

Какие же тенденции видят специалисты в микроэлектронике ближайшего будущего?

https://pixabay.com/ru/illustrations/искусственный-интеллект-сеть-3706562/

Разработка микросхем искусственного интеллекта

Одно из самых перспективных направлений - системы искусственного интеллекта, в нем предполагается не меньше 100% роста в ближайшие пять лет. Современный ИИ в сотрудничестве с нейросетями способен самообучаться и решать сложные задачи, такие как управление космическими аппаратами или ядерной станцией.

Для широкого использования разрабатывается схема “Облако - Сервер - Конечный абонент”. В качестве последнего может быть компьютер, умная колонка, система умного дома и так далее. Сервер с ИИ снимает нагрузку с Облака и ускоряет время отклика, что жизненно важно, например, для автоматического управления автомобилем.

Для Серверов и необходимы специализированные микросхемы искусственного интеллекта, к которым планируется подключать дополнительную оперативную память формата SOT-MRAM или IGZO. Исследователями предпринимаются значительные усилия, чтобы разрушить так называемую стену памяти: в настоящее время достигнут почти предельные показатели и, чтобы превысить их, нужно изобрести принципиально новую память.

Закон Мура

Несмотря на то, что эмпирическое наблюдение, называемое Законом Мура, было сделано американским инженером Гордоном Муром в далеком 1965 году, но оно продолжит предсказывать существующую реальность. Гордон Мур предположил, что количество транзисторов на интегральной микросхеме будет увеличиваться вдвое за год (в 1975 он внес в свой закон коррективы, определив этот промежуток в два года). Также Мур предсказал, что стоимость производства будет уменьшаться, а мощность и объемы производства увеличиваться.

До нашего времени эта тенденция сохраняется, хотя давно высказывались предположения, что она будет нарушена, но большинство ученых считают, что на современном уровне развития принцип, выведенный Муром, так и будет верно характеризовать ситуацию.

Рост производства энергонезависимых видов памяти

Ожидается, в ближайшие годы рынок энергонезависимой памяти будет расти со скоростью не меньше пятидесяти процентов в год. Этот рост сохранится, пока ученые не преодолеют стену памяти. Попытки делаются с помощью привлечения редких материалов - галлия, рутения, индия и вюрцита (сульфид цинка с гексагональной структурой).

Новые технологии в микроэлектронике

Перспективные технологии часто не оправдывают надежд, которые в них вкладываются, но без этих рисковых проектов не достичь прорыва в любой науке, включая конечно микроэлектронику. Цифровой запах, который станет возможно передавать по интернету; электронная (или умная) одежда; спинтроника, в которой используется энергия от движения электронов; 3D биометрия; гибкий дисплей, который можно будет сворачивать и много еще разных идей, которые в данный момент находятся на разных этапах разработки.